(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
蒸気タービンの回転軸を回転支持する複数の軸受に潤滑油を供給する蒸気タービン潤滑油供給装置において、
前記軸受を覆う軸受台と、
前記蒸気タービンの回転軸および前記軸受よりも低い位置に配置されて前記潤滑油を溜める油タンクと、
前記油タンクよりも上方に配置され、前記蒸気タービンの回転軸によって駆動されて前記潤滑油を昇圧する主油ポンプと、
前記油タンク内に配置されて前記主油ポンプで昇圧された潤滑油によって駆動されるオイルタービンと、
前記主油ポンプで昇圧された潤滑油を前記オイルタービンに導く主油ポンプ吐出管と、
前記油タンク内で前記主油ポンプ吐出管の途中に配置された主油ポンプ逆止弁と、
前記オイルタービンによって駆動されて前記油タンク内に溜められた潤滑油を昇圧するブースタ油ポンプと、
前記ブースタ油ポンプによって昇圧された潤滑油を前記主油ポンプの吸い込み側に導く主油ポンプ吸い込み管と、
第１の電動機によって駆動されて前記油タンク内に溜まった潤滑油を昇圧する吸い込み油ポンプと、
前記吸い込み油ポンプの吐出側と前記主油ポンプ吸い込み管を接続する吸い込み油ポンプ吐出管と、
前記主油ポンプ吸い込み管の前記吸い込み油ポンプ吐出管との合流部よりも上流側に配置されたブースタ油ポンプ逆止弁と、
前記オイルタービンの下流側の潤滑油を前記複数の軸受に導く油供給管と、
第２の電動機によって駆動されて前記油タンク内に溜まった潤滑油を昇圧して前記油供給管に送り、前記オイルタービンの下流側の潤滑油に合流させるターニング油ポンプと、
前記軸受台から排出された潤滑油を落下させて前記油タンクに戻す油戻り管と、
を有することを特徴とする蒸気タービン潤滑油供給装置。
【請求項２】
蒸気タービンの回転軸を回転支持する複数の軸受に潤滑油を供給する蒸気タービン潤滑油供給装置において、
前記軸受を覆う軸受台と、
前記蒸気タービンの回転軸および前記軸受よりも低い位置に配置されて前記潤滑油を溜める油タンクと、
前記油タンクよりも上方に配置され、前記蒸気タービンの回転軸によって駆動されて前記潤滑油を昇圧する主油ポンプと、
前記油タンク内に配置されて前記主油ポンプで昇圧された潤滑油によって駆動されるオイルタービンと、
前記主油ポンプで昇圧された潤滑油を前記オイルタービンに導く主油ポンプ吐出管と、
前記油タンクよりも上方位置で前記主油ポンプ吐出管の途中に配置された主油ポンプ逆止弁と、
前記オイルタービンによって駆動されて前記油タンク内に溜められた潤滑油を昇圧するブースタ油ポンプと、
前記ブースタ油ポンプによって昇圧された潤滑油を前記主油ポンプの吸い込み側に導く主油ポンプ吸い込み管と、
第１の電動機によって駆動されて前記油タンク内に溜まった潤滑油を昇圧する吸い込み油ポンプと、
前記吸い込み油ポンプの吐出側と前記主油ポンプ吸い込み管を接続する吸い込み油ポンプ吐出管と、
前記主油ポンプ吸い込み管の前記吸い込み油ポンプ吐出管との合流部よりも上流側に配置されたブースタ油ポンプ逆止弁と、
前記オイルタービンの下流側の潤滑油を前記複数の軸受に導く油供給管と、
第２の電動機によって駆動されて前記油タンク内に溜まった潤滑油を昇圧して前記油供給管に送り、前記オイルタービンの下流側の潤滑油に合流させるターニング油ポンプと、
前記軸受台から排出された潤滑油を落下させて前記油タンクに戻す油戻り管と、
前記主油ポンプ逆止弁の下流側で前記油タンクの上方位置で前記主油ポンプ吐出管から分岐して前記油タンク内に溜められた前記潤滑油内で開放するバイパス管と、
前記バイパス管の途中に配置された流動抵抗体と、
を有することを特徴とする蒸気タービン潤滑油供給装置。
【請求項３】
蒸気タービンの回転軸を回転支持する複数の軸受に潤滑油を供給する蒸気タービン潤滑油供給装置において、
前記軸受を覆う軸受台と、
前記蒸気タービンの回転軸および前記軸受よりも低い位置に配置されて前記潤滑油を溜める油タンクと、
前記油タンクよりも上方に配置され、前記蒸気タービンの回転軸によって駆動されて前記潤滑油を昇圧する主油ポンプと、
前記油タンク内に配置されて前記主油ポンプで昇圧された潤滑油によって駆動されるオイルタービンと、
前記主油ポンプで昇圧された潤滑油を前記オイルタービンに導く主油ポンプ吐出管と、
前記油タンクよりも上方位置で前記主油ポンプ吐出管の途中に配置された主油ポンプ逆止弁と、
前記オイルタービンによって駆動されて前記油タンク内に溜められた潤滑油を昇圧するブースタ油ポンプと、
前記ブースタ油ポンプによって昇圧された潤滑油を前記主油ポンプの吸い込み側に導く主油ポンプ吸い込み管と、
第１の電動機によって駆動されて前記油タンク内に溜まった潤滑油を昇圧する吸い込み油ポンプと、
前記吸い込み油ポンプの吐出側と前記主油ポンプ吸い込み管を接続する吸い込み油ポンプ吐出管と、
前記主油ポンプ吸い込み管の前記吸い込み油ポンプ吐出管との合流部よりも上流側に配置されたブースタ油ポンプ逆止弁と、
前記オイルタービンの下流側の潤滑油を前記複数の軸受に導く油供給管と、
第２の電動機によって駆動されて前記油タンク内に溜まった潤滑油を昇圧して前記油供給管に送り、前記オイルタービンの下流側の潤滑油に合流させるターニング油ポンプと、
前記軸受台から排出された潤滑油を落下させて前記油タンクに戻す油戻り管と、
前記主油ポンプ逆止弁の下流側で前記油タンクの上方位置で前記主油ポンプ吐出管に設けられた空気逃し弁と、
を有することを特徴とする蒸気タービン潤滑油供給装置。
【請求項４】
前記オイルタービンおよび前記ターニング油ポンプの下流側で前記油供給管に接続されて前記油タンクに取り付けられた油冷却器をさらに有すること、を特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の蒸気タービン潤滑油供給装置。
【請求項５】
前記油タンク内の潤滑油の液面上方の空間を大気圧よりも低い負圧に保持するためのガス抽出機をさらに有すること、を特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の蒸気タービン潤滑油供給装置。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載の潤滑油供給装置を備えたことを特徴とする蒸気タービンシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本実施形態は、火力、原子力発電所等の蒸気タービンシステムおよびそれに用いられる蒸気タービン潤滑油供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に大型蒸気タービン等の大型回転機械は、軸受台の各軸受に潤滑油を供給する潤滑油供給装置を備えている。従来の潤滑油供給装置として、蒸気タービン駆動の主油ポンプと、電動機によって駆動されるブースタポンプを備え、ブースタポンプのオイルタービンの吐出油が油供給管を経て軸受に供給されるものが知られている（特許文献１）。
【０００３】
ブースタポンプは、通常運転時には主油ポンプの逆止弁を介して供給される主油ポンプの吐出油により駆動されるオイルタービンと、そのオイルタービンの回転力で同一回転軸に構成されたブースタ油ポンプを備えている。オイルタービンの吐出ラインが各軸受へ接続されて潤滑油を供給し、一方、ブースタ油ポンプの吐出ラインは主油ポンプの入口すなわち主油ポンプの吸い込み口に吸い込み管により接続されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平６−１０１４１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
蒸気タービンの起動時には、蒸気タービンが回転しないため、蒸気タービンによって駆動される主油ポンプとブースタポンプは停止状態であって機能しない。
【０００６】
このため、蒸気タービンの起動時には、初めに油タンクに設置された電動の吸い込み油ポンプを運転して主油ポンプの入口に給油し、また電動のターニング油ポンプを運転してオイルタービンの吐出に接続された潤滑油のヘッダに給油した後、蒸気タービンの運転を開始し、蒸気タービンの回転数を徐々に上昇させる。
【０００７】
このような蒸気タービンの起動時に、主油ポンプの逆止弁に作用する油圧は、逆止弁の上流側に吸い込み油ポンプの吐出圧力が作用し、また逆止弁の下流側には、ブースタポンプのオイルタービンを逆流して通過してきたターニング油ポンプの吐出圧力が作用する。なお、吸い込み油ポンプから主油ポンプに給油されると、主油ポンプの回転軸部分には微少な間隙があって、これら間隙から押し込められた空気が抜け出るので、逆止弁の上流側に空気が閉じ込められて残存するようなことはない。
【０００８】
たとえば、吸い込み油ポンプの吐出圧力は、蒸気タービンの軸中心に置き換えて約０．１ＭPａ、ターニング油ポンプの吐出圧力は蒸気タービンの軸中心に置き換えて約０．２ＭPａなので、主油ポンプの逆止弁は蒸気タービンの回転数が主油ポンプの運転に適する回転数に上昇するまで、すなわち主油ポンプの吐出圧力がターニング油ポンプの吐出圧力より上回り、逆止弁を押し開ける圧力になるまで逆止弁は閉止したままとなる。
【０００９】
この逆止弁の下流側の状態は、長さが２０ｍを超すような主油ポンプ吐出管にターニング油ポンプからブースタポンプを逆流して給油される。このため、特に逆止弁近傍の主油ポンプ吐出管内部に空気が閉じ込められて残存し、蒸気タービンの回転数が主油ポンプの運転に適する回転数に上昇した時（主油ポンプの吐出圧力がターニング油ポンプの吐出圧力より上回った時）に一気に開弁することになる。これにより、主油ポンプ吐出管に残存した大量の空気はオイルタービンを通過して潤滑油のヘッダを経由して各軸受に到達する。このため、ブースタポンプのオイルタービンや蒸気タービンの軸受に大きな衝撃力を与え、場合によっては破損や軸受油圧の変動による回転軸の挙動不良等の課題があった。
【００１０】
今後の蒸気タービンの大容量化に伴い軸受油量が増加して主油ポンプ吐出管の配管口径が大きくなることや、蒸気タービンと油タンクの据付レベル差も大きくなる傾向は顕著となる状況にあることから、主油ポンプ吐出管の内部に閉じ込められて残存する大量の空気の影響はますます深刻な問題となる。
【００１１】
本発明の実施形態は、上述の点を鑑みてなされたものであり、蒸気タービンの起動時に、潤滑油供給装置による不安定な挙動を防止または抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の実施形態に係る蒸気タービン潤滑油供給装置は、蒸気タービンの回転軸を回転支持する複数の軸受に潤滑油を供給する蒸気タービン潤滑油供給装置において、前記軸受を覆う軸受台と、前記蒸気タービンの回転軸および前記軸受よりも低い位置に配置されて前記潤滑油を溜める油タンクと、前記油タンクよりも上方に配置され、前記蒸気タービンの回転軸によって駆動されて前記潤滑油を昇圧する主油ポンプと、前記油タンク内に配置されて前記主油ポンプで昇圧された潤滑油によって駆動されるオイルタービンと、主油ポンプで昇圧された潤滑油を前記オイルタービンに導く主油ポンプ吐出管と、前記油タンク内で前記主油ポンプ吐出管の途中に配置された主油ポンプ逆止弁と、前記オイルタービンによって駆動されて前記油タンク内に溜められた潤滑油を昇圧するブースタ油ポンプと、前記ブースタ油ポンプによって昇圧された潤滑油を前記主油ポンプの吸い込み側に導く主油ポンプ吸い込み管と、第１の電動機によって駆動されて前記油タンク内に溜まった潤滑油を昇圧する吸い込み油ポンプと、前記吸い込み油ポンプの吐出側と前記主油ポンプ吸い込み管を接続する吸い込み油ポンプ吐出管と、前記主油ポンプ吸い込み管の前記吸い込み油ポンプ吐出管との合流部よりも上流側に配置されたブースタ油ポンプ逆止弁と、前記オイルタービンの下流側の潤滑油を前記複数の軸受に導く油供給管と、第２の電動機によって駆動されて前記油タンク内に溜まった潤滑油を昇圧して前記油供給管に送り、前記オイルタービンの下流側の潤滑油に合流させるターニング油ポンプと、前記軸受台から排出された潤滑油を落下させて前記油タンクに戻す油戻り管と、を有することを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の他の実施形態に係る蒸気タービン潤滑油供給装置は、蒸気タービンの回転軸を回転支持する複数の軸受に潤滑油を供給する蒸気タービン潤滑油供給装置において、前記軸受を覆う軸受台と、前記蒸気タービンの回転軸および前記軸受よりも低い位置に配置されて前記潤滑油を溜める油タンクと、前記油タンクよりも上方に配置され、前記蒸気タービンの回転軸によって駆動されて前記潤滑油を昇圧する主油ポンプと、前記油タンク内に配置されて前記主油ポンプで昇圧された潤滑油によって駆動されるオイルタービンと、主油ポンプで昇圧された潤滑油を前記オイルタービンに導く主油ポンプ吐出管と、前記油タンクよりも上方位置で前記主油ポンプ吐出管の途中に配置された主油ポンプ逆止弁と、前記オイルタービンによって駆動されて前記油タンク内に溜められた潤滑油を昇圧するブースタ油ポンプと、前記ブースタ油ポンプによって昇圧された潤滑油を前記主油ポンプの吸い込み側に導く主油ポンプ吸い込み管と、第１の電動機によって駆動されて前記油タンク内に溜まった潤滑油を昇圧する吸い込み油ポンプと、前記吸い込み油ポンプの吐出側と前記主油ポンプ吸い込み管を接続する吸い込み油ポンプ吐出管と、前記主油ポンプ吸い込み管の前記吸い込み油ポンプ吐出管との合流部よりも上流側に配置されたブースタ油ポンプ逆止弁と、前記オイルタービンの下流側の潤滑油を前記複数の軸受に導く油供給管と、第２の電動機によって駆動されて前記油タンク内に溜まった潤滑油を昇圧して前記油供給管に送り、前記オイルタービンの下流側の潤滑油に合流させるターニング油ポンプと、前記軸受台から排出された潤滑油を落下させて前記油タンクに戻す油戻り管と、前記主油ポンプ逆止弁の下流側で前記油タンクの上方位置で前記主油ポンプ吐出管から分岐して前記油タンク内に溜められた前記潤滑油内で開放するバイパス管と、前記バイパス管の途中に配置された流動抵抗体と、を有することを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の他の実施形態に係る蒸気タービン潤滑油供給装置は、蒸気タービンの回転軸を回転支持する複数の軸受に潤滑油を供給する蒸気タービン潤滑油供給装置において、前記軸受を覆う軸受台と、前記蒸気タービンの回転軸および前記軸受よりも低い位置に配置されて前記潤滑油を溜める油タンクと、前記油タンクよりも上方に配置され、前記蒸気タービンの回転軸によって駆動されて前記潤滑油を昇圧する主油ポンプと、前記油タンク内に配置されて前記主油ポンプで昇圧された潤滑油によって駆動されるオイルタービンと、主油ポンプで昇圧された潤滑油を前記オイルタービンに導く主油ポンプ吐出管と、前記油タンクよりも上方位置で前記主油ポンプ吐出管の途中に配置された主油ポンプ逆止弁と、前記オイルタービンによって駆動されて前記油タンク内に溜められた潤滑油を昇圧するブースタ油ポンプと、前記ブースタ油ポンプによって昇圧された潤滑油を前記主油ポンプの吸い込み側に導く主油ポンプ吸い込み管と、第１の電動機によって駆動されて前記油タンク内に溜まった潤滑油を昇圧する吸い込み油ポンプと、前記吸い込み油ポンプの吐出側と前記主油ポンプ吸い込み管を接続する吸い込み油ポンプ吐出管と、前記主油ポンプ吸い込み管の前記吸い込み油ポンプ吐出管との合流部よりも上流側に配置されたブースタ油ポンプ逆止弁と、前記オイルタービンの下流側の潤滑油を前記複数の軸受に導く油供給管と、第２の電動機によって駆動されて前記油タンク内に溜まった潤滑油を昇圧して前記油供給管に送り、前記オイルタービンの下流側の潤滑油に合流させるターニング油ポンプと、前記軸受台から排出された潤滑油を落下させて前記油タンクに戻す油戻り管と、前記主油ポンプ逆止弁の下流側で前記油タンクの上方位置で前記主油ポンプ吐出管に設けられた空気逃し弁と、を有することを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の実施形態に係る蒸気タービンシステムは、上記いずれかの潤滑油供給装置を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の実施形態によれば、蒸気タービンの起動時に、潤滑油供給装置による不安定な挙動を防止または抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明に係る蒸気タービンシステムの潤滑油供給装置の第１の実施形態を示す系統図である。
【図２】本発明に係る蒸気タービンシステムの潤滑油供給装置の第２の実施形態を示す系統図である。
【図３】本発明に係る蒸気タービンシステムの潤滑油供給装置の第３の実施形態を示す系統図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。ここで、互いに同一または類似の部分には共通の符号を付して、重複説明は省略する。
【００１９】
［第１の実施形態］
図１は、本発明に係る蒸気タービンシステムの潤滑油供給装置の第１の実施形態を示す系統図である。
【００２０】
ここに示す蒸気タービンシステムは、火力発電所や原子力発電所などの大型蒸気タービンシステムであって、軸受台の各軸受に潤滑油を供給する潤滑油供給装置を備えている。
【００２１】
複数の蒸気タービン１１および発電機１２が、水平方向に延びる共通の回転軸１３によって結合されている。回転軸１３は、複数（図示の例では１０個）の軸受１４によって回転支持されている。軸受１４は複数の軸受台１５内に収納されている。複数の軸受１４のうちで発電機１２から最も遠い位置の第１軸受１６は前部軸受台１７内に収納されている。主油ポンプ２０は、前部軸受台１７内に配置され、回転軸１３によって駆動されるように構成されている。
【００２２】
軸受１４よりも低い位置に、潤滑油を溜める油タンク２１が配置されている。油タンク２１内に油液面３６が形成されている。油タンク２１には、ターニング油ポンプ２２と、非常油ポンプ２３と、吸い込み油ポンプ２４と、油冷却器２５が取り付けられている。ターニング油ポンプ２２は、交流外部電源で駆動される電動機（第２の電動機）２６で駆動される。非常油ポンプ２３は非常用直流電源で駆動される電動機２７で駆動される。吸い込み油ポンプ２４は、交流外部電源で駆動される電動機（第１の電動機）２８で駆動される。
【００２３】
油タンク２１内に、オイルタービン２９とブースタ油ポンプ３０が共通の軸で互いに連結されて配置されている。オイルタービン２９は、主油ポンプ２０から主油ポンプ吐出管３１を通して送られる潤滑油によって駆動される。主油ポンプ吐出管３１の途中の油タンク２１内に、主油ポンプ逆止弁３２および止め弁３３が直列に配置されている。ブースタ油ポンプ３０はオイルタービン２９によって駆動され、油タンク２１内に溜められた潤滑油を昇圧して、主油ポンプ吸い込み管３４を通して主油ポンプ２０の吸い込み側に送り出す。主油ポンプ吸い込み管３４の途中の油タンク２１内にブースタ油ポンプ逆止弁３５が配置されている。
【００２４】
吸い込み油ポンプ２４の吸い込み側は油タンク２１内の油液面３６の下方に位置している。吸い込み油ポンプ２４の吐出側は、吸い込み油ポンプ吐出管４０を介して主油ポンプ吸い込み管３４のブースタ油ポンプ逆止弁３５よりも下流側に接続されている。吸い込み油ポンプ吐出管４０には吸い込み油ポンプ逆止弁４１が接続されている。吸い込み油ポンプ吐出管４０および吸い込み油ポンプ逆止弁４１は油タンク２１内に配置されている。
【００２５】
オイルタービン２９の出口側は、圧力逃し弁４３を介して油タンク２１内のヘッダ４４に接続されている。ヘッダ４４は油液面３６よりも下方に配置されている。
【００２６】
ターニング油ポンプ２２は油タンク２１内に溜められた潤滑油を、ターニング油ポンプ逆止弁４５およびターニング油ポンプ吐出管４６を介してヘッダ４４に送り出すように配置されている。これと同様に、非常油ポンプ２３は油タンク２１内に溜められた潤滑油を、非常油ポンプ逆止弁４７および非常油ポンプ吐出管４８を介してヘッダ４４に送り出すように配置されている。
【００２７】
ヘッダ４４内の潤滑油は油冷却器２５に送られて冷却され、さらに、油供給管５０を介して各軸受１４に供給されるように構成されている。油供給管５０の各軸受１４の直上流側にはそれぞれの軸受オリフィス５１が配置され、各軸受１４に供給される潤滑油の分配量を調整できるようになっている。
【００２８】
軸受台１５は、軸受１４を収納するとともに軸受１４の周囲を密閉するように覆っており、回転軸１３との接触部分にはラビリンスパッキンを使用した油切りシール（図示せず）が設けられている。軸受台１５と油タンク２１とは油戻り管５２によって連結されていて、各軸受１４に供給された潤滑油は重力によって油戻り管５２を通って油タンク２１内に戻るように構成されている。
【００２９】
油タンク２１の頂部にガス抽出機５３が取り付けられている。このガス抽出機５３によって油タンク２１の油液面３６の上方のガスを外部に抽出することにより、油タンク２１内の油液面３６の上方の空間、油戻り管５２および軸受台１５の圧力を大気圧よりも低い負圧に保つように構成されている。
【００３０】
非常油ポンプ２３は、通常運転中に軸受油圧力が低下した時や交流電源が消失した時などの非常時に運転して、各軸受１４に潤滑油（軸受油）を供給する。
【００３１】
次にこの蒸気タービン潤滑油供給装置の作用について説明する。
【００３２】
蒸気タービンシステムの通常運転時に、潤滑油は、蒸気タービン１１に駆動される主油ポンプ２０で昇圧され、主油ポンプ吐出管３１を通り、主油ポンプ逆止弁３２および止め弁３３を経て、オイルタービン２９に供給される。これによって、オイルタービン２９が駆動され、オイルタービン２９によってブースタ油ポンプ３０が駆動される。
【００３３】
オイルタービン２９を出た潤滑油は、ヘッダ４４を経て油冷却器２５に送られて冷却される。油冷却器２５を出た潤滑油は、油供給管５０および各軸受オリフィス５１を経て各軸受１４に供給される。
【００３４】
軸受１４に供給された潤滑油は軸受１４の潤滑作用を果たした後に、蒸気タービン１１の回転軸１３の回転に伴って軸受台１５内に飛散し、その後に、油戻り管５２を経て油タンク２１内に回収される。
【００３５】
油タンク２１内の油液面３６の上方のガスはガス抽出機５３によって連続的に抽出されていて、油タンク２１内の油液面３６の上方の空間、油戻り管５２および軸受台１５の圧力が大気圧よりも低い負圧に保たれている。これにより、軸受台１５の図示しない油切りシールと回転軸１３の間の微小な隙間を通して外気が軸受台１５内に流入している。これにより、潤滑油が軸受台１５の油切りシールを通じて外部に漏れることが防止される。
【００３６】
オイルタービン２９と同一軸に構成されたブースタ油ポンプ３０の吐出は、ブースタ油ポンプ逆止弁３５および主油ポンプ吸い込み管３４を経由して主油ポンプ２０の吸い込み側に送られる。
【００３７】
蒸気タービンシステムの通常運転時には、電動のターニング油ポンプ２２、非常油ポンプ２３および吸い込み油ポンプ２４は停止している。
【００３８】
蒸気タービンシステムの起動時には、回転軸１３の回転が停止しているので、主油ポンプ２０はポンプとして機能しない。そのため、回転軸１３の回転数が所定の値に達するまでは、電動機により、ターニング油ポンプ２２および吸い込み油ポンプ２４を動作させる。
【００３９】
蒸気タービンシステムの起動時に、ターニング油ポンプ２２は、各軸受１４に潤滑油（軸受油）を供給し、吸い込み油ポンプ２４は、油タンク２１内の潤滑油を主油ポンプ２０の吸い込み側に供給する。
【００４０】
ターニング油ポンプ２２および吸い込み油ポンプ２４は、蒸気タービンシステムの起動時に、蒸気タービン１１の回転軸１３の回転数が定格回転数に到達するまで運転され、回転軸１３の回転数が定格回転数に到達したことを確認した後に停止操作が行なわれる。
【００４１】
蒸気タービンシステムの起動時に、主油ポンプ逆止弁３２に作用する油圧は、主油ポンプ逆止弁３２の上流側に吸い込み油ポンプ２４の吐出圧力が、また主油ポンプ逆止弁３２の下流側（後流側）にはオイルタービン２９を逆流して通過してきたターニング油ポンプ２２の吐出圧力が作用する。なお、吸い込み油ポンプ２４から主油ポンプ２０に給油されると、主油ポンプ２０の回転軸部分には微少な間隙があるので、これら間隙から押し込められた空気が抜け出るので、主油ポンプ逆止弁３２の上流側に空気が閉じ込められて残存するようなことはない。
【００４２】
吸い込み油ポンプ２４の吐出圧力は蒸気タービン１１の軸中心に置き換えて約０．１ＭPａ、ターニング油ポンプ２２の吐出圧力は蒸気タービン１１の軸中心に置き換えて約０．２ＭPａなので、主油ポンプ２０の主油ポンプ逆止弁３２は蒸気タービン１１の回転数が主油ポンプ２０の運転に適する回転数に上昇するまで、すなわち主油ポンプ２０の吐出圧力がターニング油ポンプ２２の吐出圧力より上回り、主油ポンプ逆止弁３２を押し開ける圧力になるまで主油ポンプ逆止弁３２は閉止したままとなる。
【００４３】
この実施形態では主油ポンプ逆止弁３２が油タンク２１内に配置されているので、主油ポンプ逆止弁３２が前部軸受台１７内に配置されている従来技術に比べて、主油ポンプ吐出管３１のうちの主油ポンプ逆止弁３２の下流側でオイルタービン２９の上流側の長さが短い。そのため、主油ポンプ吐出管３１の当該部分に閉じ込められて残存しうる空気の量が少ない。
【００４４】
蒸気タービン１１の回転数が主油ポンプ２０の運転に適する回転数に上昇した時（主油ポンプ２０の吐出圧力がターニング油ポンプ２２の吐出圧力より上回った時）に、主油ポンプ逆止弁３２が一気に開弁することになるため、主油ポンプ吐出管３１に残存した空気はオイルタービン２９を通過して潤滑油（軸受油）のヘッダ４４を経由して各軸受に到達する。しかし、従来技術の構造に比べてここに残存する空気の量が少ないので、オイルタービン２９や蒸気タービン１１の軸受１４に大きな衝撃力を与えず、破損や軸受油圧の変動による回転軸１３の挙動不良等の問題も回避できる。
【００４５】
また、従来技術では主油ポンプ逆止弁３２を前部軸受台１７内に配置するので前部軸受台１７内の機器設置作業が困難であったが、この実施形態では、主油ポンプ逆止弁３２を前部軸受台１７の外に配置するため、前部軸受台１７内の機器配置に余裕ができ、設置作業が容易になる。この実施形態では主油ポンプ逆止弁３２を油タンク２１内に配置するが、油タンク２１内は通常、スペース的に余裕があるので、主油ポンプ逆止弁３２を油タンク２１内に配置しても設置作業などに問題はない。
【００４６】
以上説明したように、本実施形態によれば、蒸気タービン１１の回転軸１３によって駆動される主油ポンプ２０の吐出側である主油ポンプ吐出管３１に設置された主油ポンプ逆止弁３２から油タンク２１に設置されたオイルタービン２９までの間の主油ポンプ吐出管３１に形成される空間（空気）を小さくすることができる。これにより、蒸気タービンシステムの起動時の潤滑油供給装置に生ずる不安定な挙動の発生を防止または抑制できる。これにより、発電設備としての信頼性が向上する。
【００４７】
［第２の実施形態］
図２は、本発明に係る蒸気タービンシステムの潤滑油供給装置の第２の実施形態を示す系統図である。
【００４８】
この実施形態では、主油ポンプ逆止弁３２が前部軸受台１７内に配置されている。また、主油ポンプ逆止弁３２の下流側の前部軸受台１７内で主油ポンプ吐出管３１からバイパス管６０が分岐している。バイパス管６０は下方に延びてその下端は油タンク２１内の油液面３６下方の潤滑油内で開放している。また、バイパス管６０の途中で前部軸受台１７内に流動抵抗体６１が配置されている。流動抵抗体６１は、たとえばオリフィスである。その他の構成は第１の実施形態と同様である。
【００４９】
この実施形態で、蒸気タービンシステムの起動時に、主油ポンプ吐出管３１の主油ポンプ逆止弁３２の下流側（後流側）にはオイルタービン２９を通過して逆流したターニング油ポンプ２２の吐出圧力が作用しており、流動抵抗体６１を介してバイパス管６０を経て主油ポンプ吐出管３１の大きな空間の空気が抜け、代わりに主油ポンプ吐出管３１の大きな空間にターニング油ポンプ２２からの油が充満するように供給される。これにより、主油ポンプ吐出管３１に大きな空気の空間が存在しなくなる。
【００５０】
流動抵抗体６１から空気の放出が終了した後は、引き続きターニング油ポンプ２２から給油された油が流出するが、流動抵抗体６１の流動抵抗は大きく、ここを流れる潤滑油の量は潤滑油系統に影響を与えない程度の十分に小さくできるので問題ない。
【００５１】
上述の結果、蒸気タービンシステムの起動時に生ずる不安定な挙動を防止または抑制することができる。
【００５２】
なお、主油ポンプ逆止弁３２の下流側（後流側）に流動抵抗体（オリフィス）６１の口径相当の孔を開けると一時的に同様な効果が得られるが、このような単なる貫通孔ではサイホンブレークの孔となって作用し、蒸気タービン１１の運転中に潤滑油系統の油圧バランスが変化した時、一気に前述の主油ポンプ吐出管３１の油が落油することになるため好ましいことではない。したがってバイパス管６０の先端は油タンク２１の油液面３６より下の油中まで延長して設置することが重要である。
【００５３】
［第３の実施形態］
図３は、本発明に係る蒸気タービンシステムの潤滑油供給装置の第３の実施形態を示す系統図である。
【００５４】
この実施形態では、主油ポンプ逆止弁３２が前部軸受台１７内に配置されている。また、主油ポンプ逆止弁３２の下流側の前部軸受台１７内で主油ポンプ吐出管３１が分岐してその分岐先に空気逃し弁７０が接続されている。その他の構成は第１の実施形態と同様である。
【００５５】
この実施形態で、蒸気タービンシステムの起動時に、吸い込み油ポンプ２４とターニング油ポンプ２２を起動するが、前述のように、主油ポンプ逆止弁３２は、これら吸い込み油ポンプ２４とターニング油ポンプ２２の吐出圧の関係から閉弁する。これにより、主油ポンプ逆止弁３２からオイルタービン２９までの間の主油ポンプ吐出管３１に大きな空気の空間が形成される。
【００５６】
主油ポンプ逆止弁３２の吐出直後の主油ポンプ吐出管３１には大きな空気の空間が形成されるが、この空間部分に空気逃し弁７０が設置されている。空気逃し弁７０の圧力設定は、大気圧以上で吹き始めとしており、蒸気タービンシステムの起動時にターニング油ポンプ２２が運転を開始して主油ポンプ吐出管３１の圧力がわずかでも上昇すれば開弁して空気を前部軸受台１７の内部に放出する。空気逃し弁７０を介して主油ポンプ吐出管３１の大きな空間の空気が抜け、代わりに前述の主油ポンプ吐出管３１の大きな空間にターニング油ポンプ２２からの油が充満するように供給されるので、主油ポンプ吐出管３１に大きな空間が存在しなくなる。
【００５７】
その結果、蒸気タービンシステムの起動時に生ずる不安定な挙動を防止または抑制することができる。
【００５８】
なお、空気逃し弁７０からの空気の放出が終了した後は、引き続きターニング油ポンプ２２から給油された油が流出するが、当該空気逃し弁７０の弁口径は潤滑油系統に影響を与えない小さなサイズを選定しておけば問題ない。
【００５９】
［他の実施形態］
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００６０】
１１  蒸気タービン
１２  発電機
１３  回転軸
１４  軸受
１５  軸受台
１６  第１軸受
１７  前部軸受台
２０  主油ポンプ
２１  油タンク
２２  ターニング油ポンプ
２３  非常油ポンプ
２４  吸い込み油ポンプ
２５  油冷却器
２６  電動機（第２の電動機）
２７  電動機
２８  電動機（第１の電動機）
２９  オイルタービン
３０  ブースタ油ポンプ
３１  主油ポンプ吐出管
３２  主油ポンプ逆止弁
３３  止め弁
３４  主油ポンプ吸い込み管
３５  ブースタ油ポンプ逆止弁
３６  油液面
４０  吸い込み油ポンプ吐出管
４１  吸い込み油ポンプ逆止弁
４３  圧力逃し弁
４４  ヘッダ
４５  ターニング油ポンプ逆止弁
４６  ターニング油ポンプ吐出管
４７  非常油ポンプ逆止弁
４８  非常油ポンプ吐出管
５０  油供給管
５１  軸受オリフィス
５２  油戻り管
５３  ガス抽出機
６０  バイパス管
６１  流動抵抗体
７０  空気逃し弁
【図１】
0005687592.tif 000002
【図２】
0005687592.tif 000003
【図３】
0005687592.tif 000004